भौतिकी एवं भौतिक प्रयोग की सीमाएँ

सौ वर्ष पहले भौतिक विज्ञान की स्थिति आज से बिल्कुल विपरीत थी। वैज्ञानिकों के हाथों में कई बार दोहराए गए सिद्ध प्रयोगों के परिणाम थे, जिन्हें, हालांकि, अक्सर मौजूदा भौतिक सिद्धांतों का उपयोग करके समझाया नहीं जा सका। अनुभव स्पष्ट रूप से सिद्धांत से पहले का है। सिद्धांतकारों को काम पर लगना पड़ा।

वर्तमान में, संतुलन उन सिद्धांतकारों की ओर झुक रहा है जिनके मॉडल स्ट्रिंग सिद्धांत जैसे संभावित प्रयोगों से देखे गए मॉडल से बहुत अलग हैं। और ऐसा लगता है कि भौतिकी में अधिक से अधिक अनसुलझी समस्याएं हैं (1)।

1. भौतिकी में सबसे महत्वपूर्ण आधुनिक रुझान और समस्याएं - विज़ुअलाइज़ेशन

प्रसिद्ध पोलिश भौतिकशास्त्री प्रो. जून 2010 में क्राको में इग्नाटियानम अकादमी में "भौतिकी में ज्ञान की सीमाएं" बहस के दौरान आंद्रेज स्टारुस्ज़किविज़ ने कहा: “पिछली सदी में ज्ञान का क्षेत्र बहुत बढ़ गया है, लेकिन अज्ञान का क्षेत्र और भी अधिक बढ़ गया है। (...) सामान्य सापेक्षता और क्वांटम यांत्रिकी की खोज मानव विचार की स्मारकीय उपलब्धियां हैं, जो न्यूटन की तुलना में हैं, लेकिन वे दो संरचनाओं के बीच संबंध के प्रश्न को जन्म देती हैं, एक ऐसा प्रश्न जिसकी जटिलता का पैमाना बस चौंकाने वाला है। ऐसी स्थिति में, स्वाभाविक रूप से प्रश्न उठते हैं: क्या हम ऐसा कर सकते हैं? क्या सच्चाई की तह तक जाने का हमारा दृढ़ संकल्प और इच्छाशक्ति हमारे सामने आने वाली कठिनाइयों के अनुरूप होगी?”

प्रायोगिक गतिरोध

अब कई महीनों से, भौतिकी की दुनिया अधिक विवादों के साथ सामान्य से अधिक व्यस्त रही है। जर्नल नेचर में, जॉर्ज एलिस और जोसेफ सिल्क ने भौतिकी की अखंडता की रक्षा में एक लेख प्रकाशित किया, जिसमें उन लोगों की आलोचना की गई जो नवीनतम ब्रह्माण्ड संबंधी सिद्धांतों का परीक्षण करने के लिए प्रयोगों को अनिश्चित काल तक "कल" ​​​​तक स्थगित करने के इच्छुक हैं। उन्हें "पर्याप्त लालित्य" और व्याख्यात्मक मूल्य की विशेषता होनी चाहिए। वैज्ञानिक गरजते हैं, "यह सदियों पुरानी वैज्ञानिक परंपरा को तोड़ता है कि वैज्ञानिक ज्ञान अनुभवजन्य रूप से सिद्ध ज्ञान है।" तथ्य आधुनिक भौतिकी में "प्रयोगात्मक गतिरोध" को स्पष्ट रूप से दर्शाते हैं।

दुनिया और ब्रह्मांड की प्रकृति और संरचना के बारे में नवीनतम सिद्धांतों को, एक नियम के रूप में, मानव जाति के लिए उपलब्ध प्रयोगों द्वारा सत्यापित नहीं किया जा सकता है।

हिग्स बोसोन की खोज करके, वैज्ञानिकों ने मानक मॉडल को "पूरा" कर लिया है। हालाँकि, भौतिकी की दुनिया संतुष्ट नहीं है। हम सभी क्वार्कों और लेप्टान के बारे में जानते हैं, लेकिन हमें यह नहीं पता कि इसे आइंस्टीन के गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत के साथ कैसे जोड़ा जाए। हम नहीं जानते कि क्वांटम गुरुत्व का एक काल्पनिक सिद्धांत बनाने के लिए क्वांटम यांत्रिकी को गुरुत्वाकर्षण के साथ कैसे जोड़ा जाए। हम यह भी नहीं जानते कि बिग बैंग क्या है (या यह वास्तव में हुआ था!) (2).

वर्तमान में, आइए इसे शास्त्रीय भौतिक विज्ञानी कहें, मानक मॉडल के बाद अगला कदम सुपरसिमेट्री है, जो भविष्यवाणी करता है कि हमारे द्वारा ज्ञात प्रत्येक प्राथमिक कण का एक "साझेदार" होता है।

यह पदार्थ के निर्माण खंडों की कुल संख्या को दोगुना कर देता है, लेकिन सिद्धांत गणितीय समीकरणों में पूरी तरह से फिट बैठता है और, महत्वपूर्ण रूप से, ब्रह्मांडीय डार्क मैटर के रहस्य को जानने का मौका देता है। यह केवल लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर पर प्रयोगों के परिणामों की प्रतीक्षा करने के लिए बना हुआ है, जो सुपरसिमेट्रिक कणों के अस्तित्व की पुष्टि करेगा।

हालाँकि, जिनेवा से अभी तक ऐसी कोई खोज नहीं सुनी गई है। बेशक, यह एलएचसी के नए संस्करण की शुरुआत है, जिसमें दोगुनी प्रभाव ऊर्जा (हाल ही में मरम्मत और उन्नयन के बाद) है। कुछ महीनों में, वे सुपरसिममेट्री के जश्न में शैंपेन कॉर्क की शूटिंग कर सकते हैं। हालाँकि, यदि ऐसा नहीं हुआ, तो कई भौतिकविदों का मानना ​​है कि सुपरसिमेट्रिक सिद्धांतों को धीरे-धीरे वापस लेना होगा, साथ ही सुपरस्ट्रिंग, जो सुपरसिमेट्री पर आधारित है। क्योंकि यदि लार्ज कोलाइडर इन सिद्धांतों की पुष्टि नहीं करता है, तो क्या?

हालाँकि, कुछ वैज्ञानिक ऐसे भी हैं जो ऐसा नहीं सोचते हैं। क्योंकि सुपरसिममेट्री का सिद्धांत "गलत होने के लिए बहुत सुंदर" है।

इसलिए, वे यह साबित करने के लिए अपने समीकरणों का पुनर्मूल्यांकन करना चाहते हैं कि सुपरसिमेट्रिक कणों का द्रव्यमान एलएचसी की सीमा से बाहर है। सिद्धांतकार बहुत सही हैं. उनके मॉडल उन घटनाओं को समझाने में अच्छे हैं जिन्हें प्रयोगात्मक रूप से मापा और सत्यापित किया जा सकता है। इसलिए कोई यह पूछ सकता है कि हमें उन सिद्धांतों के विकास को बाहर क्यों करना चाहिए जिन्हें हम (अभी तक) अनुभवजन्य रूप से नहीं जान सकते हैं। क्या यह उचित एवं वैज्ञानिक दृष्टिकोण है?

शून्य से ब्रह्माण्ड

प्राकृतिक विज्ञान, विशेष रूप से भौतिकी, प्रकृतिवाद पर आधारित है, यानी इस विश्वास पर कि हम प्रकृति की शक्तियों का उपयोग करके सब कुछ समझा सकते हैं। विज्ञान का कार्य घटनाओं या प्रकृति में मौजूद कुछ संरचनाओं का वर्णन करने वाली विभिन्न मात्राओं के बीच संबंधों पर विचार करना है। भौतिकी उन समस्याओं से निपटती नहीं है जिन्हें गणितीय रूप से वर्णित नहीं किया जा सकता है, जिन्हें दोहराया नहीं जा सकता है। अन्य बातों के अलावा, यही इसकी सफलता का कारण है। प्राकृतिक घटनाओं को मॉडल करने के लिए उपयोग किया जाने वाला गणितीय विवरण बेहद प्रभावी साबित हुआ है। प्राकृतिक विज्ञान की उपलब्धियों के परिणामस्वरूप उनके दार्शनिक सामान्यीकरण हुए। यंत्रवत दर्शन या वैज्ञानिक भौतिकवाद जैसी दिशाएँ बनाई गईं, जिन्होंने XNUMXवीं शताब्दी के अंत से पहले प्राप्त प्राकृतिक विज्ञान के परिणामों को दर्शन के क्षेत्र में स्थानांतरित कर दिया।

ऐसा लगा कि हम पूरी दुनिया को जान सकते हैं, कि प्रकृति में पूर्ण नियतिवाद है, क्योंकि हम यह निर्धारित कर सकते हैं कि ग्रह लाखों वर्षों में कैसे गति करेंगे, या वे लाखों वर्ष पहले कैसे गति करते थे। इन उपलब्धियों ने एक ऐसे गौरव को जन्म दिया जिसने मानव मन को निरपेक्ष कर दिया। एक निर्णायक सीमा तक, पद्धतिगत प्रकृतिवाद आज भी प्राकृतिक विज्ञान के विकास को प्रेरित करता है। हालाँकि, कुछ कट-ऑफ बिंदु हैं जो प्रकृतिवादी पद्धति की सीमाओं का संकेत देते प्रतीत होते हैं।

यदि ब्रह्मांड मात्रा में सीमित है और ऊर्जा के संरक्षण के नियमों का उल्लंघन किए बिना, उदाहरण के लिए, उतार-चढ़ाव के रूप में, "शून्य से" (3) उत्पन्न हुआ है, तो इसमें कोई बदलाव नहीं होना चाहिए। इस बीच, हम उन पर नजर रख रहे हैं. क्वांटम भौतिकी के आधार पर इस समस्या को हल करने की कोशिश करते हुए, हम इस निष्कर्ष पर पहुँचे कि केवल एक जागरूक पर्यवेक्षक ही ऐसी दुनिया के अस्तित्व की संभावना को महसूस करता है। इसलिए हम आश्चर्य करते हैं कि हम जिस खास ब्रह्मांड में रहते हैं वह कई अलग-अलग ब्रह्मांडों से क्यों बना है। इसलिए हम इस निष्कर्ष पर पहुँचे कि केवल जब कोई व्यक्ति पृथ्वी पर प्रकट हुआ, तो दुनिया - जैसा कि हम देखते हैं - वास्तव में "बन गई" ...

मापन एक अरब वर्ष पहले हुई घटनाओं को कैसे प्रभावित करता है?

4. व्हीलर प्रयोग - विज़ुअलाइज़ेशन

आधुनिक भौतिकविदों में से एक, जॉन आर्चीबाल्ड व्हीलर ने प्रसिद्ध डबल स्लिट प्रयोग का एक अंतरिक्ष संस्करण प्रस्तावित किया। उनके मानसिक डिज़ाइन में, हमसे एक अरब प्रकाश वर्ष दूर एक क्वासर से प्रकाश, आकाशगंगा के दो विपरीत पक्षों (4) के साथ यात्रा करता है। यदि पर्यवेक्षक इनमें से प्रत्येक पथ का अलग-अलग निरीक्षण करें, तो उन्हें फोटॉन दिखाई देंगे। यदि दोनों एक साथ हों, तो उन्हें लहर दिखाई देगी। तो अवलोकन की क्रिया ही उस प्रकाश की प्रकृति को बदल देती है जो एक अरब साल पहले क्वासर से निकला था!

व्हीलर के लिए, उपरोक्त साबित करता है कि ब्रह्मांड भौतिक अर्थ में मौजूद नहीं हो सकता है, कम से कम उस अर्थ में जिसमें हम "भौतिक स्थिति" को समझने के आदी हैं। ऐसा पहले भी नहीं हुआ होगा, जब तक... हमने माप नहीं लिया हो। इस प्रकार, हमारा वर्तमान आयाम अतीत को प्रभावित करता है। अपने अवलोकनों, खोजों और मापों से, हम अतीत की घटनाओं को आकार देते हैं, समय की गहराई में, ब्रह्मांड की शुरुआत तक!

कनाडा के वाटरलू में पेरीमीटर इंस्टीट्यूट के नील तुर्क ने न्यू साइंटिस्ट के जुलाई अंक में कहा कि “हम जो पाते हैं उसे समझ नहीं पाते हैं। सिद्धांत अधिकाधिक जटिल एवं परिष्कृत होता जाता है। हम खुद को क्रमिक क्षेत्रों, आयामों और समरूपताओं के साथ एक समस्या में डाल देते हैं, यहां तक ​​कि एक रिंच के साथ भी, लेकिन हम सबसे सरल तथ्यों की व्याख्या नहीं कर सकते हैं। कई भौतिक विज्ञानी इस तथ्य से स्पष्ट रूप से नाराज हैं कि आधुनिक सिद्धांतकारों की मानसिक यात्राएं, जैसे कि उपरोक्त विचार या सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत, का वर्तमान में प्रयोगशालाओं में किए जा रहे प्रयोगों से कोई लेना-देना नहीं है, और प्रयोगात्मक रूप से उनका परीक्षण करने का कोई तरीका नहीं है।

क्वांटम दुनिया में, आपको व्यापक रूप से देखने की जरूरत है

जैसा कि नोबेल पुरस्कार विजेता रिचर्ड फेनमैन ने एक बार कहा था, कोई भी वास्तव में क्वांटम दुनिया को नहीं समझता है। अच्छी पुरानी न्यूटोनियन दुनिया के विपरीत, जिसमें कुछ निश्चित द्रव्यमान वाले दो पिंडों की परस्पर क्रिया की गणना समीकरणों द्वारा की जाती है, क्वांटम यांत्रिकी में हमारे पास ऐसे समीकरण होते हैं जिनका वे उतना पालन नहीं करते हैं, बल्कि प्रयोगों में देखे गए अजीब व्यवहार का परिणाम होते हैं। क्वांटम भौतिकी की वस्तुओं को किसी भी "भौतिक" से संबद्ध होने की आवश्यकता नहीं है, और उनका व्यवहार एक अमूर्त बहुआयामी स्थान का एक डोमेन है जिसे हिल्बर्ट स्पेस कहा जाता है।

श्रोडिंगर समीकरण द्वारा वर्णित परिवर्तन हैं, लेकिन वास्तव में क्यों अज्ञात है। क्या इसे बदला जा सकता है? क्या भौतिकी के सिद्धांतों से क्वांटम नियम प्राप्त करना भी संभव है, क्योंकि दर्जनों नियम और सिद्धांत, उदाहरण के लिए, बाह्य अंतरिक्ष में पिंडों की गति से संबंधित, न्यूटन के सिद्धांतों से प्राप्त हुए थे? इटली में पाविया विश्वविद्यालय के वैज्ञानिक गियाकोमो मौरो डी'रियानो, गिउलिओ सिरीबेला और पाओलो पेरिनोटी का तर्क है कि सामान्य ज्ञान के स्पष्ट रूप से विपरीत क्वांटम घटनाएं भी औसत दर्जे के प्रयोगों में पाई जा सकती हैं। आपको बस सही नज़रिए की ज़रूरत है - शायद क्वांटम प्रभावों की ग़लतफ़हमी उनके बारे में अपर्याप्त व्यापक दृष्टिकोण के कारण है। न्यू साइंटिस्ट में उपरोक्त वैज्ञानिकों के अनुसार, क्वांटम यांत्रिकी में सार्थक और मापने योग्य प्रयोगों को कई शर्तों को पूरा करना होगा। यह:

• करणीय संबंध - भविष्य की घटनाएं पिछली घटनाओं को प्रभावित नहीं कर सकती हैं;
• विशिष्टता - राज्यों को हमें एक दूसरे से अलग होने में सक्षम होना चाहिए;
• композиция - यदि हम प्रक्रिया के सभी चरणों को जानते हैं, तो हम पूरी प्रक्रिया को जानते हैं;
• दबाव - पूरी चिप को स्थानांतरित किए बिना चिप के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी स्थानांतरित करने के तरीके हैं;
• टोमोग्राफी - यदि हमारे पास कई भागों वाली प्रणाली है, तो भागों द्वारा माप के आँकड़े पूरे सिस्टम की स्थिति को प्रकट करने के लिए पर्याप्त हैं।

इटालियंस अपने शुद्धिकरण, व्यापक परिप्रेक्ष्य के सिद्धांतों का विस्तार करना चाहते हैं, और थर्मोडायनामिक घटना की अपरिवर्तनीयता और एन्ट्रापी वृद्धि के सिद्धांत को भी शामिल करने के लिए सार्थक प्रयोग करना चाहते हैं, जो भौतिकविदों को प्रभावित नहीं करते हैं। शायद यहां भी, अवलोकन और माप एक परिप्रेक्ष्य की कलाकृतियों से प्रभावित होते हैं जो पूरे सिस्टम को समझने के लिए बहुत संकीर्ण है। न्यू साइंटिस्ट के साथ एक साक्षात्कार में इतालवी वैज्ञानिक गिउलिओ सिरिबेला कहते हैं, "क्वांटम सिद्धांत का मूल सत्य यह है कि शोर से भरे अपरिवर्तनीय परिवर्तनों को विवरण में एक नया लेआउट जोड़कर प्रतिवर्ती बनाया जा सकता है।"

दुर्भाग्य से, संशयवादियों का कहना है, प्रयोगों की "शुद्धि" और एक व्यापक माप परिप्रेक्ष्य कई-जगत की परिकल्पना को जन्म दे सकता है जिसमें कोई भी परिणाम संभव है और जिसमें वैज्ञानिक, यह सोचते हुए कि वे घटनाओं के सही क्रम को माप रहे हैं, बस "चुनें" उन्हें मापने के द्वारा निश्चित निरंतरता।

5. घड़ी की सूइयों के रूप में समय की सूइयां

समय नहीं है?

तथाकथित समय के तीर (5) की अवधारणा 1927 में ब्रिटिश खगोलशास्त्री आर्थर एडिंगटन द्वारा पेश की गई थी। यह तीर समय को इंगित करता है, जो हमेशा एक दिशा में, यानी अतीत से भविष्य की ओर बहता है, और इस प्रक्रिया को उलटा नहीं किया जा सकता है। स्टीफन हॉकिंग ने अपनी 'ए ब्रीफ हिस्ट्री ऑफ टाइम' में लिखा है कि समय के साथ अव्यवस्था बढ़ती है क्योंकि हम समय को उसी दिशा में मापते हैं जिस दिशा में अव्यवस्था बढ़ती है। इसका मतलब यह होगा कि हमारे पास एक विकल्प है - उदाहरण के लिए, हम पहले फर्श पर टूटे हुए कांच के टुकड़ों को बिखरे हुए देख सकते हैं, फिर उस क्षण का निरीक्षण कर सकते हैं जब कांच फर्श पर गिरता है, फिर कांच हवा में, और अंत में कांच के हाथ में इसे धारण करने वाला व्यक्ति. ऐसा कोई वैज्ञानिक नियम नहीं है कि "समय का मनोवैज्ञानिक तीर" थर्मोडायनामिक तीर के समान दिशा में जाना चाहिए, और सिस्टम की एन्ट्रापी बढ़ जाती है। हालाँकि, कई वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि ऐसा इसलिए है क्योंकि मानव मस्तिष्क में ऊर्जावान परिवर्तन होते हैं, जो हम प्रकृति में देखते हैं। मस्तिष्क में कार्य करने, निरीक्षण करने और तर्क करने की ऊर्जा होती है, क्योंकि मानव "इंजन" ईंधन-भोजन जलाता है और, आंतरिक दहन इंजन की तरह, यह प्रक्रिया अपरिवर्तनीय है।

हालांकि, ऐसे मामले हैं जब समय के मनोवैज्ञानिक तीर की एक ही दिशा को बनाए रखते हुए, अलग-अलग प्रणालियों में एंट्रॉपी दोनों बढ़ती और घटती हैं। उदाहरण के लिए, कंप्यूटर मेमोरी में डेटा सहेजते समय। मशीन में मेमोरी मॉड्यूल अनियंत्रित स्थिति से डिस्क लिखने के क्रम में जाते हैं। इस प्रकार, कंप्यूटर में एंट्रॉपी कम हो जाती है। हालाँकि, कोई भी भौतिक विज्ञानी कहेगा कि समग्र रूप से ब्रह्मांड के दृष्टिकोण से - यह बढ़ रहा है, क्योंकि डिस्क पर लिखने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है, और यह ऊर्जा एक मशीन द्वारा उत्पन्न गर्मी के रूप में नष्ट हो जाती है। तो भौतिकी के स्थापित नियमों के लिए एक छोटा सा "मनोवैज्ञानिक" प्रतिरोध है। हमारे लिए यह विचार करना कठिन है कि पंखे के शोर के साथ जो निकलता है वह किसी कार्य या स्मृति में अन्य मूल्य की रिकॉर्डिंग से अधिक महत्वपूर्ण है। क्या होगा यदि कोई अपने पीसी पर एक ऐसा तर्क लिखता है जो आधुनिक भौतिकी, एकीकृत बल सिद्धांत, या हर चीज के सिद्धांत को उलट देगा? हमारे लिए इस विचार को स्वीकार करना कठिन होगा कि इसके बावजूद ब्रह्मांड में सामान्य अव्यवस्था बढ़ गई है।

1967 में, व्हीलर-डेविट समीकरण सामने आया, जिसके बाद उस समय ऐसा अस्तित्व में नहीं था। यह क्वांटम यांत्रिकी और सामान्य सापेक्षता के विचारों को गणितीय रूप से संयोजित करने का एक प्रयास था, जो कि क्वांटम गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत की दिशा में एक कदम था। सभी वैज्ञानिकों द्वारा वांछित हर चीज़ का सिद्धांत। 1983 तक ऐसा नहीं था कि भौतिक विज्ञानी डॉन पेज और विलियम वुटर्स ने यह स्पष्टीकरण दिया था कि क्वांटम उलझाव की अवधारणा का उपयोग करके समय की समस्या को दूर किया जा सकता है। उनकी अवधारणा के अनुसार, केवल पहले से परिभाषित प्रणाली के गुणों को ही मापा जा सकता है। गणितीय दृष्टिकोण से, इस प्रस्ताव का अर्थ यह था कि घड़ी सिस्टम से अलग होकर काम नहीं करती है और केवल तभी शुरू होती है जब वह एक निश्चित ब्रह्मांड से उलझ जाती है। हालाँकि, अगर कोई हमें दूसरे ब्रह्मांड से देखता है, तो वे हमें स्थिर वस्तुओं के रूप में देखेंगे, और केवल उनका हमारे पास आना क्वांटम उलझाव का कारण बनेगा और सचमुच हमें समय बीतने का एहसास कराएगा।

इस परिकल्पना ने ट्यूरिन, इटली में एक शोध संस्थान के वैज्ञानिकों के काम का आधार बनाया। भौतिक विज्ञानी मार्को जेनोविस ने एक मॉडल बनाने का निर्णय लिया जो क्वांटम उलझाव की बारीकियों को ध्यान में रखता है। इस तर्क की शुद्धता को इंगित करने वाले भौतिक प्रभाव को फिर से बनाना संभव था। ब्रह्मांड का एक मॉडल बनाया गया है, जिसमें दो फोटॉन शामिल हैं।

एक जोड़ी उन्मुख थी - लंबवत ध्रुवीकृत, और दूसरी क्षैतिज रूप से। उनकी क्वांटम स्थिति, और इसलिए उनका ध्रुवीकरण, तब डिटेक्टरों की एक श्रृंखला द्वारा पता लगाया जाता है। यह पता चला है कि जब तक अवलोकन जो अंततः संदर्भ के फ्रेम को निर्धारित करता है, तब तक पहुंच जाता है, फोटॉन शास्त्रीय क्वांटम सुपरपोजिशन में हैं, यानी। वे दोनों लंबवत और क्षैतिज रूप से उन्मुख थे। इसका मतलब यह है कि घड़ी पढ़ने वाला पर्यवेक्षक उस क्वांटम उलझाव को निर्धारित करता है जो उस ब्रह्मांड को प्रभावित करता है जिसका वह हिस्सा बनता है। ऐसा पर्यवेक्षक तब क्वांटम संभावना के आधार पर क्रमिक फोटॉनों के ध्रुवीकरण को समझने में सक्षम होता है।

यह अवधारणा बहुत आकर्षक है क्योंकि यह कई समस्याओं की व्याख्या करती है, लेकिन यह स्वाभाविक रूप से एक "सुपर-ऑब्जर्वर" की आवश्यकता की ओर ले जाती है जो सभी नियतिवादों से ऊपर होगा और समग्र रूप से सब कुछ नियंत्रित करेगा।

6. मल्टीवर्स - विज़ुअलाइज़ेशन

हम जो देखते हैं और जिसे हम व्यक्तिपरक रूप से "समय" के रूप में देखते हैं, वह वास्तव में हमारे आसपास की दुनिया में मापने योग्य वैश्विक परिवर्तनों का उत्पाद है। जैसे-जैसे हम परमाणुओं, प्रोटॉन और फोटॉन की दुनिया में गहराई से उतरते हैं, हमें एहसास होता है कि समय की अवधारणा कम और कम महत्वपूर्ण होती जा रही है। वैज्ञानिकों के अनुसार, भौतिक दृष्टिकोण से, हर दिन हमारे साथ चलने वाली घड़ी, इसके पारित होने को नहीं मापती है, बल्कि हमारे जीवन को व्यवस्थित करने में हमारी मदद करती है। सार्वभौमिक और सर्वव्यापी समय की न्यूटोनियन अवधारणाओं के आदी लोगों के लिए, ये अवधारणाएँ चौंकाने वाली हैं। लेकिन वैज्ञानिक परंपरावादी ही नहीं इन्हें स्वीकार नहीं करते। प्रमुख सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी ली स्मोलिन, जिनका पहले हमने इस वर्ष के नोबेल पुरस्कार के संभावित विजेताओं में से एक के रूप में उल्लेख किया था, का मानना ​​है कि समय मौजूद है और काफी वास्तविक है। एक बार - कई भौतिकविदों की तरह - उन्होंने तर्क दिया कि समय एक व्यक्तिपरक भ्रम है।

अब, अपनी पुस्तक रीबॉर्न टाइम में, वह भौतिकी के बारे में एक बिल्कुल अलग दृष्टिकोण रखते हैं और वैज्ञानिक समुदाय में लोकप्रिय स्ट्रिंग सिद्धांत की आलोचना करते हैं। उनके अनुसार, मल्टीवर्स का अस्तित्व नहीं है (6) क्योंकि हम एक ही ब्रह्मांड में और एक ही समय में रहते हैं। उनका मानना ​​है कि समय अत्यंत महत्वपूर्ण है और वर्तमान क्षण की वास्तविकता का हमारा अनुभव कोई भ्रम नहीं है, बल्कि वास्तविकता की मौलिक प्रकृति को समझने की कुंजी है।

एन्ट्रापी शून्य

सैंडू पोपेस्कू, टोनी शॉर्ट, नोआ लिंडेन (7) और एंड्रियास विंटर ने 2009 में जर्नल फिजिकल रिव्यू ई में अपने निष्कर्षों का वर्णन किया, जिसमें दिखाया गया कि वस्तुएं अपने साथ क्वांटम उलझाव की स्थिति में प्रवेश करके संतुलन, यानी ऊर्जा के समान वितरण की स्थिति प्राप्त करती हैं। परिवेश. 2012 में, टोनी शॉर्ट ने साबित किया कि उलझाव सीमित समय की समता का कारण बनता है। जब कोई वस्तु पर्यावरण के साथ संपर्क करती है, जैसे कि जब कॉफी के कप में कण हवा से टकराते हैं, तो उनके गुणों के बारे में जानकारी बाहर की ओर "रिस जाती है" और पूरे वातावरण में "धुंधली" हो जाती है। जानकारी के नष्ट होने से कॉफ़ी की स्थिति स्थिर हो जाती है, यहाँ तक कि पूरे कमरे की साफ़-सफ़ाई की स्थिति भी बदलती रहती है। पोपेस्कु के अनुसार, समय के साथ उसकी स्थिति में बदलाव आना बंद हो जाता है।

7. नूह लिंडेन, सैंडू पोपेस्कु और टोनी शॉर्ट

जैसे ही कमरे की सफ़ाई की स्थिति बदलती है, कॉफ़ी अचानक हवा के साथ मिलना बंद कर सकती है और अपनी शुद्ध अवस्था में प्रवेश कर सकती है। हालाँकि, कॉफ़ी के लिए उपलब्ध शुद्ध अवस्थाओं की तुलना में पर्यावरण के साथ मिश्रित अवस्थाएँ कहीं अधिक हैं, और इसलिए ऐसा लगभग कभी नहीं होता है। यह सांख्यिकीय असंभाव्यता यह आभास देती है कि समय का तीर अपरिवर्तनीय है। क्वांटम यांत्रिकी द्वारा समय के तीर की समस्या को धुंधला कर दिया गया है, जिससे प्रकृति का निर्धारण करना कठिन हो गया है।

एक प्राथमिक कण में सटीक भौतिक गुण नहीं होते हैं और यह केवल विभिन्न अवस्थाओं में होने की संभावना से निर्धारित होता है। उदाहरण के लिए, किसी भी समय, एक कण के दक्षिणावर्त घूमने की 50 प्रतिशत संभावना और विपरीत दिशा में मुड़ने की 50 प्रतिशत संभावना हो सकती है। भौतिक विज्ञानी जॉन बेल के अनुभव से प्रबलित प्रमेय में कहा गया है कि कण की वास्तविक स्थिति मौजूद नहीं है और उन्हें संभाव्यता द्वारा निर्देशित होने के लिए छोड़ दिया गया है।

तब क्वांटम अनिश्चितता भ्रम की स्थिति पैदा करती है। जब दो कण परस्पर क्रिया करते हैं, तो उन्हें अपने आप परिभाषित भी नहीं किया जा सकता है, स्वतंत्र रूप से विकसित होने वाली संभावनाओं को शुद्ध अवस्था के रूप में जाना जाता है। इसके बजाय, वे अधिक जटिल संभाव्यता वितरण के उलझे हुए घटक बन जाते हैं जिसका दोनों कण एक साथ वर्णन करते हैं। उदाहरण के लिए, यह वितरण तय कर सकता है कि कण विपरीत दिशा में घूमेंगे या नहीं। समग्र रूप से प्रणाली शुद्ध अवस्था में है, लेकिन व्यक्तिगत कणों की स्थिति दूसरे कण से जुड़ी होती है।

इस प्रकार, दोनों कई प्रकाश-वर्ष दूर यात्रा कर सकते हैं, और प्रत्येक का घूर्णन दूसरे के साथ सहसंबद्ध रहेगा।

समय के तीर का नया सिद्धांत इसे क्वांटम उलझाव के कारण जानकारी के नुकसान के रूप में वर्णित करता है, जो एक कप कॉफी को आसपास के कमरे के साथ संतुलन में भेजता है। अंततः, कमरा अपने पर्यावरण के साथ संतुलन तक पहुँच जाता है, और बदले में, यह धीरे-धीरे शेष ब्रह्मांड के साथ संतुलन की ओर बढ़ता है। थर्मोडायनामिक्स का अध्ययन करने वाले पुराने वैज्ञानिकों ने इस प्रक्रिया को ऊर्जा के क्रमिक अपव्यय के रूप में देखा, जिससे ब्रह्मांड की एन्ट्रापी बढ़ गई।

आज, भौतिकविदों का मानना ​​है कि जानकारी अधिक से अधिक बिखरी हुई होती है, लेकिन कभी भी पूरी तरह से गायब नहीं होती है। यद्यपि स्थानीय स्तर पर एन्ट्रापी बढ़ती है, उनका मानना ​​है कि ब्रह्मांड की कुल एन्ट्रापी शून्य पर स्थिर रहती है। हालाँकि, समय के तीर का एक पहलू अभी भी अनसुलझा है। वैज्ञानिकों का तर्क है कि किसी व्यक्ति की अतीत को याद रखने की क्षमता, लेकिन भविष्य को नहीं, को परस्पर क्रिया करने वाले कणों के बीच संबंधों के गठन के रूप में भी समझा जा सकता है। जब हम कागज के एक टुकड़े पर कोई संदेश पढ़ते हैं, तो मस्तिष्क आंखों तक पहुंचने वाले फोटॉन के माध्यम से उससे संचार करता है।

केवल अब से ही हम यह याद रख सकते हैं कि यह संदेश हमें क्या बता रहा है। पोपेस्कु का मानना ​​है कि नया सिद्धांत यह नहीं समझाता है कि ब्रह्मांड की प्रारंभिक स्थिति संतुलन से दूर क्यों थी, उन्होंने कहा कि बिग बैंग की प्रकृति को समझाया जाना चाहिए। कुछ शोधकर्ताओं ने इस नए दृष्टिकोण के बारे में संदेह व्यक्त किया है, लेकिन इस अवधारणा के विकास और एक नई गणितीय औपचारिकता अब थर्मोडायनामिक्स की सैद्धांतिक समस्याओं को हल करने में मदद करती है।

अंतरिक्ष-समय के कण तक पहुंचें

जैसा कि कुछ गणितीय मॉडल सुझाते हैं, ब्लैक होल भौतिकी संकेत करती प्रतीत होती है कि हमारा ब्रह्मांड बिल्कुल भी त्रि-आयामी नहीं है। इसके बावजूद कि हमारी इंद्रियाँ हमें क्या बताती हैं, हमारे आस-पास की वास्तविकता एक होलोग्राम हो सकती है - एक दूर के विमान का प्रक्षेपण जो वास्तव में दो-आयामी है। यदि ब्रह्मांड की यह तस्वीर सही है, तो जैसे ही हमारे पास उपलब्ध अनुसंधान उपकरण पर्याप्त रूप से संवेदनशील हो जाएंगे, अंतरिक्ष समय की त्रि-आयामी प्रकृति का भ्रम दूर हो सकता है। फ़र्मिलाब में भौतिकी के प्रोफेसर क्रेग होगन, जिन्होंने ब्रह्मांड की मूलभूत संरचना का अध्ययन करने में वर्षों बिताए हैं, सुझाव देते हैं कि यह स्तर अभी पहुंचा है।

8. GEO600 गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टर

यदि ब्रह्माण्ड एक होलोग्राम है, तो शायद हम अभी-अभी वास्तविकता समाधान की सीमा तक पहुँचे हैं। कुछ भौतिक विज्ञानी इस दिलचस्प परिकल्पना को आगे बढ़ाते हैं कि जिस अंतरिक्ष-समय में हम रहते हैं वह अंततः निरंतर नहीं है, बल्कि, एक डिजिटल तस्वीर की तरह, अपने सबसे बुनियादी स्तर पर कुछ "अनाज" या "पिक्सेल" से बना है। यदि ऐसा है, तो हमारी वास्तविकता में किसी प्रकार का अंतिम "संकल्प" होना चाहिए। इस प्रकार कुछ शोधकर्ताओं ने GEO600 गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टर (8) के परिणामों में दिखाई देने वाले "शोर" की व्याख्या की।

इस असाधारण परिकल्पना का परीक्षण करने के लिए, गुरुत्वाकर्षण तरंग भौतिक विज्ञानी क्रेग होगन और उनकी टीम ने दुनिया का सबसे सटीक इंटरफेरोमीटर विकसित किया, जिसे होगन होलोमीटर कहा जाता है, जिसे सबसे सटीक तरीके से अंतरिक्ष-समय के सबसे बुनियादी सार को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह प्रयोग, जिसका कोडनेम फ़र्मिलाब ई-990 है, कई अन्य प्रयोगों में से एक नहीं है। इसका उद्देश्य अंतरिक्ष की क्वांटम प्रकृति और जिसे वैज्ञानिक "होलोग्राफिक शोर" कहते हैं, उसकी उपस्थिति को प्रदर्शित करना है।

होलोमीटर में अगल-बगल रखे गए दो इंटरफेरोमीटर होते हैं। वे एक किलोवाट लेजर बीम को एक उपकरण पर निर्देशित करते हैं जो उन्हें 40 मीटर लंबे दो लंबवत बीम में विभाजित करता है, जो परावर्तित होते हैं और विभाजन बिंदु पर लौट आते हैं, जिससे प्रकाश किरणों की चमक में उतार-चढ़ाव पैदा होता है (9)। यदि वे विभाजन यंत्र में एक निश्चित हलचल उत्पन्न करते हैं, तो यह अंतरिक्ष के कंपन का ही प्रमाण होगा।

9. होलोग्राफिक प्रयोग का ग्राफिक प्रतिनिधित्व

होगन की टीम के लिए सबसे बड़ी चुनौती यह साबित करना है कि जो प्रभाव उन्होंने खोजे हैं, वे केवल प्रायोगिक सेटअप के बाहर के कारकों के कारण होने वाली गड़बड़ी नहीं हैं, बल्कि अंतरिक्ष-समय के कंपन का परिणाम हैं। इसलिए, इंटरफेरोमीटर में उपयोग किए गए दर्पण डिवाइस के बाहर से आने वाले सभी छोटे शोरों की आवृत्तियों के साथ सिंक्रनाइज़ किए जाएंगे और विशेष सेंसर द्वारा उठाए जाएंगे।

मानवशास्त्रीय ब्रह्माण्ड

दुनिया और मनुष्य के अस्तित्व में रहने के लिए, भौतिकी के नियमों का एक बहुत ही विशिष्ट रूप होना चाहिए, और भौतिक स्थिरांकों का ठीक-ठीक चयनित मान होना चाहिए ... और वे हैं! क्यों?

आइए इस तथ्य से शुरू करें कि ब्रह्मांड में चार प्रकार की अंतःक्रियाएं हैं: गुरुत्वाकर्षण (गिरते हुए, ग्रह, आकाशगंगाएं), विद्युत चुम्बकीय (परमाणु, कण, घर्षण, लोच, प्रकाश), कमजोर परमाणु (तारकीय ऊर्जा का स्रोत) और मजबूत परमाणु ( प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को परमाणु नाभिक में बांधता है)। गुरुत्वाकर्षण विद्युत चुम्बकत्व से 1039 गुना कमजोर है। यदि यह थोड़ा कमजोर होता तो तारे सूर्य से हल्के होते, सुपरनोवा विस्फोट नहीं होता, भारी तत्व नहीं बनते। यदि यह थोड़ा सा भी मजबूत होता, तो बैक्टीरिया से भी बड़े जीव कुचल दिए जाते, और तारे अक्सर टकराते, ग्रहों को नष्ट कर देते और खुद को भी तेजी से जला देते।

ब्रह्मांड का घनत्व क्रांतिक घनत्व के करीब है, यानी जिसके नीचे आकाशगंगाओं या तारों के निर्माण के बिना पदार्थ जल्दी से नष्ट हो जाएगा, और जिसके ऊपर ब्रह्मांड बहुत लंबे समय तक जीवित रहेगा। ऐसी स्थितियों की घटना के लिए, बिग बैंग के मापदंडों के मिलान की सटीकता ±10-60 के भीतर होनी चाहिए। युवा ब्रह्माण्ड की प्रारंभिक विषमताएँ 10-5 के पैमाने पर थीं। यदि वे छोटे होते तो आकाशगंगाएँ नहीं बनतीं। यदि वे बड़े होते, तो आकाशगंगाओं के स्थान पर विशाल ब्लैक होल बनते।

ब्रह्मांड में कणों और प्रतिकणों की समरूपता टूट गई है। और प्रत्येक बैरियन (प्रोटॉन, न्यूट्रॉन) के लिए 109 फोटॉन होते हैं। यदि अधिक होते तो आकाशगंगाएँ नहीं बन पातीं। यदि उनमें से कम होते, तो कोई तारे नहीं होते। साथ ही, हम जिन आयामों में रहते हैं उनकी संख्या "सही" प्रतीत होती है। जटिल संरचनाएँ दो आयामों में उत्पन्न नहीं हो सकतीं। चार से अधिक (तीन आयाम प्लस समय) के साथ, स्थिर ग्रह कक्षाओं और परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों के ऊर्जा स्तर का अस्तित्व समस्याग्रस्त हो जाता है।

10. मनुष्य ब्रह्मांड के केंद्र के रूप में

मानवशास्त्रीय सिद्धांत की अवधारणा ब्रैंडन कार्टर द्वारा 1973 में क्राको में कॉपरनिकस के जन्म की 500वीं वर्षगांठ को समर्पित एक सम्मेलन में पेश की गई थी। सामान्य शब्दों में, इसे इस तरह से तैयार किया जा सकता है कि अवलोकन योग्य ब्रह्मांड को हमारे द्वारा देखे जाने के लिए उन शर्तों को पूरा करना होगा जो इसे पूरा करती हैं। अब तक इसके अलग-अलग संस्करण सामने आ चुके हैं. कमजोर मानवशास्त्रीय सिद्धांत कहता है कि हम केवल उसी ब्रह्मांड में मौजूद रह सकते हैं जो हमारे अस्तित्व को संभव बनाता है। यदि स्थिरांक के मान भिन्न होते, तो हम इसे कभी नहीं देख पाते, क्योंकि हम वहां नहीं होते। मजबूत मानवशास्त्रीय सिद्धांत (जानबूझकर व्याख्या) कहता है कि ब्रह्मांड ऐसा है कि हम अस्तित्व में रह सकते हैं (10).

क्वांटम भौतिकी के दृष्टिकोण से, बिना किसी कारण के कितनी भी संख्या में ब्रह्मांड उत्पन्न हो सकते थे। हम एक विशिष्ट ब्रह्मांड में पहुँच गए, जिसमें किसी व्यक्ति को रहने के लिए कई सूक्ष्म शर्तों को पूरा करना पड़ता था। फिर हम मानव जगत की बात कर रहे हैं। एक आस्तिक के लिए, उदाहरण के लिए, ईश्वर द्वारा निर्मित एक मानव ब्रह्मांड ही पर्याप्त है। भौतिकवादी विश्वदृष्टिकोण इसे स्वीकार नहीं करता है और मानता है कि कई ब्रह्मांड हैं या वर्तमान ब्रह्मांड मल्टीवर्स के अनंत विकास में केवल एक चरण है।

अनुकरण के रूप में ब्रह्मांड की परिकल्पना के आधुनिक संस्करण के लेखक सिद्धांतकार निकलास बोस्ट्रोम हैं। उनके अनुसार, जिस वास्तविकता का हम अनुभव करते हैं वह केवल एक अनुकरण है जिसके बारे में हम नहीं जानते हैं। वैज्ञानिक ने सुझाव दिया कि यदि एक पर्याप्त शक्तिशाली कंप्यूटर के साथ पूरी सभ्यता या यहां तक ​​कि पूरे ब्रह्मांड का एक विश्वसनीय सिमुलेशन बनाना संभव है, और सिम्युलेटेड लोग चेतना का अनुभव कर सकते हैं, तो यह बहुत संभावना है कि उन्नत सभ्यताओं ने सिर्फ एक बड़ी संख्या बनाई है ऐसे सिमुलेशन, और हम उनमें से एक में द मैट्रिक्स (11) के समान रहते हैं।

यहां "भगवान" और "मैट्रिक्स" शब्द बोले गए थे। यहां हम विज्ञान के बारे में बात करने की सीमा पर आते हैं। वैज्ञानिकों सहित कई लोगों का मानना ​​है कि यह प्रायोगिक भौतिकी की असहायता के कारण ही है कि विज्ञान उन क्षेत्रों में प्रवेश करना शुरू कर देता है जो यथार्थवाद, तत्वमीमांसा और विज्ञान कथा के विपरीत हैं। यह आशा की जानी बाकी है कि भौतिकी अपने अनुभवजन्य संकट को दूर कर लेगी और फिर से प्रयोगात्मक रूप से सत्यापन योग्य विज्ञान के रूप में आनंद लेने का रास्ता खोज लेगी।